基于对工程建筑物变形观测的若干问题研究

王开

DOI：10.16660/j.cnki.1674-098X.2017.14.016

摘 要：近些年来，我国国民经济得到了较为快速的发展，在很大程度上促进了建筑行业的发展，建筑物建设规模不断扩大，对建筑物的安全性提出了更高的要求。在此背景下，建筑物的变形观测工作重视程度不断被提升，该文基于工程建筑物变形观测的必要性，对观测内容与方法进行探讨，以期使建筑物变形观测水平提升，进而使建筑物投入使用后的可靠性、安全性得到保障。

关键词：工程建筑物 变形观测 重要性 方法

中图分类号：TUl96 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2017）05（b）-0016-02

当前，我国建筑行业发展程度不断提升，建筑工程项目越来越多，规模也逐渐增大，这在很大程度上促进了人们生活水平的提升。对工程建筑物进行建设的过程中，在地基、外力等多方面因素的影响下，常有变形问题出现，严重影响建筑物的建设质量及使用寿命。因此，对建筑物实施建设时，需注重变形的观测，在明确变形规律的基础上，对未来建筑物可能会出现的变形情况进行预测，并提前采取相应的处理措施，使建筑能够长久地安全使用。

1 建筑物变形观测概述

1.1 工程建筑物中变形观测的必要性

工程建筑物的变形观测指的是对沉降、位移、挠度、振动等进行观测的工作，主要目的是对建筑物的稳定性、安全性进行了解，对发生变形的规律进行研究，属于工程测量学的一个主要内容。当前，我国建筑物不断增多，在长时间的使用过程中，在多种因素的影响下，建筑物常会发生变形，在一定程度上威胁着人们的生命财产安全。因此，为了使建筑物在建设及使用过程中的安全性得到保障，需对变形观测工作进行开展，以便于对建筑物的建设进行改进，在保证建筑物性能的同时，延长其使用寿命。

1.2 工程建筑物发生变形的影响因素

（1）地基的影响。众所周知，建筑物的基础是地基，在很大程度上，建筑物的稳定性由地基决定。我国地形有很多复杂性，对建筑物进行建设时，即使在施工阶段就对地基进行严格的处理，但建筑物建成投入使用后，在地质构造、土壤物理性等因素影响下，地基会有塑性变形出现，使建筑物留下变形隐患。（2）环境的影响。地下水位、温度等均可致使建筑物发生变形，当前，我国建筑物结构大多为混凝土结构，此种结构受温度应力的影响较大，常会有开裂、变形等出现[1]。另外，社会经济快速发展的同时，自然环境遭到了破坏，致使地下水流失，从而使建筑物有沉降、位移等出现。（3）外力的影响。现阶段，我国高层建筑物较多，建筑物本身承受着较大的负荷，加上振动、风力等外力的影响，常会致使裂缝、倾斜、坍塌等变形出现。

1.3 观测的内容

（1）地基的回弹观测。前面说到，地基是建筑物稳定性的主要决定因素，因此，建筑物变形观测需从地基的监测入手。一方面，对基坑回弹量进行测量，对基坑实施开挖前、开挖过程中、开挖完成后，均需在基底面上对观测点进行埋设，依据基坑开挖前后的高程差对总回弹量进行计算。

（2）沉降量的观测。沉降是建筑物常见的一种变形，对建筑物变形进行观测，需注重沉降量的观测，一般情况，实施观测时，需将工作基点埋设于建筑物附近的稳固处，直接对位于建筑物上的观测点位移情况进行测定，以对沉降情况进行明确。工作基点、基准点之间组成一个网状结构，测定、检验通常通过精密水准测量法进行，也可采用电子水准器、液体静力水准仪进行测量。

（3）位移的观测。在外力影响下，建筑物常会出现位移，因此，对建筑物变形进行观测，位移的观测也不可忽视。一般将观测点设置于建筑物周围，采用相关测量仪器对建筑物水平位移情况进行观察，以对建筑物倾斜、沉降等位移情况进行明确，从而为变形观测提供可靠性参考依据。

（4）裂缝的观测。对因基础局部不均匀沉降导致的裂缝进行观测，主要为裂缝位置、大小与走向。

（5）挠度的观测。即建筑物受力后挠曲出现的程度。

（6）摆动与转动。主要针对高层建筑，对建筑物在地震、日照、风振等外力下摆动量、扭曲程度进行观测。

2 观测点的布设

（1）布设原则。建筑物变形观测工作中需涉及到较多内容，但实际上，其实就是在观测点进行重复性工作，在确定好的观测周期内对建筑物变形具体情况进行测定。可见，在变形观测工作中，观测点极为关键，其布设直接关系到观测结果的准确性。因此，在建筑实施变形观测前，需注重观测点的布设，布设前，对建筑物资料进行全面收集，以对建筑工程的项目进行具体了解，随后再依据观测目的、要求对观测点进行选择。对观测点进行选择的过程中，需先从整体上进行，再从局部进行，先对能够对建筑物整体进行控制的点进行大范围确定，再从局部进行细节性条件，先将规划设计的工作做好，再实施实地考察与分析，最后再对点的具体位置进行确定与埋设。

（2）对点进行布设时需要考虑的因素。传统监测工作中，点位一般設置于建筑物的外围，测得的结果常会有误差出现。因此，需在内部、外围均对观测点进行布设，并注意以下问题的考虑：若所观测建筑物为民用与工业建筑物，主要需进行均匀、不均匀沉降的观测；对于高层建筑，则主要注重振动变形的观测，并对大气作用、温差作用、施工荷载进行考虑。总的来说，在对建筑物发生变形的具体原因进行研究时，需注重实际情况的遵循，观测点的确定与布设应该有针对性，对多种方案进行对照分析后，对最佳方案进行确定，以促进观测质量的提升。

3 工程建筑物变形观测具体实施过程

3.1 对变形量测定精度进行确定

（1）对观测精度进行确定的依据。此参数能够对建筑物变形趋势、实际变形程度进行反映，直接关系到建筑物变形观测的效果，也直接决定着观测方法与设备的选择。因此，对建筑物实施变形观测时，需严格注重变形量参数的确定。一般而言，变形精度确定的主要依据是变形值、变形的速度[2]。同时，对变形观测精度指标进行确定时，还需对可能会影响变形发生的因素进行分析，保证所选精度的适中性，不宜过高，否则会使测量工作量、成本增加。对于不同类型的建筑物，观测精度有差异存在，基于此，对于不同建筑物的变形观测，不能单一地将允许沉降量当作控制指标。建筑物的沉降主要有均匀与不均匀沉降两种，前者对建筑物不会产生明显破坏，后者则会致使建筑物发生变形，如果不均匀沉降超过了允许变形的值，则会致使建筑物稳定性、安全性降低。可见，建筑物的变形监测中，观测精度指标应该为不均匀沉降变形允许值，以保证观测的准确性。

（2）对观测精度指标的取值。变形值与观测精度有紧密的联系性，如果变形值比较小，观察精度的要求就会比较高，反之，变形值较大时，观测精度要求则没有那么高。因此，如果将允许变形值当作取值的依据，则需注意以下问题：其一，允许变形值也是一个需要进行观测的量，观测量变化时，观测精度无需随之进行变化；其二，在不均匀的沉降中，沉降观测精度应该能够对建筑物变形允许值进行反映，需对允许存在的偏差进行合理控制，在变形允许值过大的情况下，测量误差可能会比这个允许值大，将影响到判定的准确性。

3.2 对变形观测周期进行选取

（1）选取原则。建筑物发生变形的过程中属于一个时间函数，随着时间的推移，变形不断累积，且变形发生的速度可能均匀，也可能不均匀，但在实际情况中，对于变形次数的观测有一定局限性。对此，为了使分析结果更加准确，就需对连续观测周期进行选择。重复观测频率会受到观测内容、变形大小与速度的影响。因此，进行观测的过程中，需尽量不要将建筑物发生变形的时刻错过，并对变形过程中存在的一些特点进行把握。对变形观察频率进行确定时，需在客观分析建筑物实际情况的基础上进行，在保证变形观察精度可以得到满足的前提下，使观察效率提升。

（2）对沉降观测的周期进行确定。对建筑物变形的过程进行分析时，变形速度的研究是一项重要工程，关于沉降观察周期的确定，通过多次经验公式可实现。但在具体工作中，对观测次数、相邻观测间隔时间进行确定时，需严格注重实际情况的考虑。例如，对建筑物进行施工时，对于观测次数、相邻观测间隔时间的确定，需对地基稳定性、荷载施加情况进行考虑；建筑物投入使用后，需对沉降情况、地基土壤类型风进行确定。如果发现有较为严重的不均匀沉降出现，应及时采用相应的措施进行处理，并持续进行观测，以免造成严重危害。

（3）倾斜观测。通常情况下，对建筑物主体倾斜情况进行观察的周期是1～3个月进行一次观测，在此过程中，若倾斜的速度呈现出加快趋势，需适当将观测次数增加。对建筑物进行施工时，应同时开展建筑物沉降观测工作，以便于为建筑物变形程度、沉降的分析提供参考资料。另外，温度与风力荷载也会对建筑物产生影响，使其变形，因此，对建筑物进行倾斜监测时，需避开风力较大、日照较强的时段，使观测结果的准确性得到保障。

（4）水平位移的观测。对水平位移观察的周期进行确定时，如果建筑物处于不良地基区域，则需对沉降观测结果进行考虑；如果监测工作会受到基础施工的影响，则需对施工进度进行考虑，结束施工之前，每天需进行一次观测。另外，对土体内部有側向位移的建筑物进行观察时，需依据工程进度、变形程度来对观测周期进行确定。

4 结语

总而言之，对于工程建筑物而言，变形观测工作极为关键，直接关系到建筑物的性能与安全性。因此，在对工程建筑物进行建设的整个过程中，需注重变形观测工作，动态了解建筑物的变形倾向、变形情况，并对未来可能会出现的变形情况进行预测，以便于积极施予及时性的干预，使建筑物稳定性、安全性能够得到保障。

参考文献

[1] 郑丽.工程建筑物变形监测数据预测分析[J].安阳工学院学报，2015，14（6）：55-57.

[2] 仝海飚.论工程建筑物变形观测的重要性及其数据分析[J].华北国土资源，2014（4）：71-72.